Крабовидная туманность удивила астрономов мощными гамма-вспышками

 Обсуждаемая туманность расположена в созвездии Тельца на расстоянии около 6 500 световых лет от Солнца. Причиной её появления стала вспышка сверхновой, которая наблюдалась с Земли в 1054 году. В центральной области туманности находится сохранившаяся после взрыва быстро вращающаяся нейтронная звезда — пульсар PSR B0531+21. За одну секунду он успевает сделать сразу 30 оборотов.

 Если мысленно исключить регулярно посылаемые PSR B0531+21 импульсы, Крабовидная туманность, как считалось, будет практически постоянным источником излучения высокой энергии. Недавно, однако, были опубликованы собранные несколькими орбитальными обсерваториями ("Ферми", Swift, RXTE) свидетельства изменения её яркости в рентгеновском диапазоне. В последние годы "Ферми" и итальянский спутник AGILE также начали регистрировать короткие вспышки гамма-излучения с энергией свыше 100 МэВ, источник которого по расположению совпадал с Крабовидной туманностью. Одно такое событие было отмечено, к примеру, в сентябре 2010-го.

 Новые, необычайно мощные вспышки космические аппараты обнаружили около месяца назад, 12 и 16 апреля. "Столь сильных выбросов мы никогда раньше не видели", — признаётся сотрудница Центра космических полётов Годдарда Элис Хардинг (Alice Harding). Действительно, измерения AGILE показали, что общий (учитывающий вклад пульсара и туманности) поток гамма-излучения с энергией, превышающей 100 МэВ, 16 апреля составлял (19,6 ± 3,7)•10–6 фотонов/см2/с, а рассчитанное по результатам длительных наблюдений среднее его значение равно (2,20 ± 0,15)•10–6 фотонов/см2/с. Упомянутая выше прошлогодняя сентябрьская вспышка добралась "всего лишь" до 5•10–6 фотонов/см2/с.

 Предполагается, что высокоэнергетичное гамма-излучение Крабовидной туманности имеет синхротронную природу, то есть испускается электронами, которые движутся по искривлённым магнитным полем траекториям с релятивистскими скоростями. Соответствующие фотонам апрельских вспышек электроны должны иметь поистине огромную энергию, и объяснить, как именно они её приобрели, довольно сложно. Свои предположения теоретики, впрочем, уже высказали: в начале мая на сайт arXiv был выложен препринт, авторы которого, физики из Колорадского университета, считают магнитное пересоединение основным условием неожиданного роста энергии частиц в Туманности.

 Процесс пересоединения можно охарактеризовать как перестройку топологии магнитного поля, высвобождающую накопленную магнитную энергию. По мнению исследователей, естественный линейный ускоритель, который использует сопутствующее пересоединению электрическое поле, вполне способен разогнать электроны и обеспечить наблюдаемый поток гамма-излучения. Хотя в своих расчётах американские физики опирались на данные о вспышках, отмеченных до начала 2011-го, гипотеза может объяснить и апрельские события.

 Интересно, что область, в которой рождаются вспышки, продолжающиеся менее одного дня, должна быть не слишком большой — сравнимой по размерам с Солнечной системой. Выделить этот участок гамма-телескопы не могут, но астрономы надеялись, что космическая рентгеновская обсерватория "Чандра" справится с такой задачей. К сожалению, никаких изменений в рентгеновской структуре Крабовидной туманности, которые можно было бы связать со вспышками, "Чандра" не обнаружила.

Фото с сайта Компьюлента